JP2012127955A - ウォッチストライキング機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ストライキングモードにおいて、ゴングに対して直接的な機械的な接触なしに音を生成する、ウォッチストライキング機構を提供する。
【解決手段】ウォッチ用のストライキング機構１は、ゴング−キャリア１２に固定された少なくとも１つのゴング１１と、ゴング１１の振動を起動するためのハンマー２とを含む。ストライキング機構１は、ハンマー２のストライキング部に配列された可動マイクロ磁石の第１の磁性素子２０と、ゴング１１に配置され、固定されたマイクロ磁石の第２の磁性素子２１とを含む。第２の磁性素子２１は、少なくとも部分的に第１の磁性素子２０と向き合い、第１の磁性素子２０の磁界と逆極性の磁界を生成することができる。ストライキングモードにおいて、ハンマー２は、２つの磁性素子２０、２１の反発力のため磁気的な衝動を介してゴング１１の振動を起動させるために、ゴング１１の方向に駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明はウォッチ又はミュージックボックス用のストライキング（時報等を打つ）機構に関する。前記機構は、１つ又は幾つかの音を生成し、警報（アラーム）又は分（ミニット）リピータを示したり、ミュージックボックス（以下、オルゴールとも呼ぶ）の場合の楽曲を表すことができる。

ウォッチ製造の分野において、従来のアーキテクチャが、警報（アラーム）又は分（ミニット）リピータのようなストライキング機構を備えるムーブメントを作るために用いられる。
そのような実施例では、使われる１つ又は複数のゴングは金属線によって形成され、一般的に円形形状であって、ウォッチ・ダイヤルに対して平行な面に配置される。
各ゴングの金属線は、一般的に、ウォッチ・フレーム内とムーブメントの様々な部品がマウントされるプレート上で、このムーブメントの周辺に配置される。
各ゴングの１つ又は幾つかの端部は、例えばハンダ付けによって、例えば全てのゴングに共通であってもよい前記プレートと一体であるゴング−キャリアに固定される。
各ゴングの他端は、一般的に、自由端でよい。

このウォッチストライキング機構は、所定時間に起動される少なくとも１つのハンマーを含む。
各ゴングの振動は、特に、ゴング−キャリアに近接したゴング上の対応するハンマーの衝撃（インパクト）によって、生成される。
各ハンマーは、対応するゴングを打つように、ゴングの平面において部分的に回転し、このゴングの平面においてゴングを振動させる。
ゴングの振動の一部は、このゴング−キャリアによってプレートにも伝達される。

このハンマーと従来のストライキング機構のゴング間の機械的なショックは、制御するのが難しい。同じことは音響効率の最適化に対しても真実であり、音響周波数のレンジ内に、特に、１ｋＨｚと４ｋＨｚ間の周波数の範囲内に、また、４ｋＨｚと２０ｋＨｚ間の周波数の範囲内に制限される。
これは、ゴングに対するハンマーの機械的なショックは非常に持続期間が短く、大部分のエネルギーは４ｋＨｚより高い周波数の複数の振動モードで伝達されるという事実による。
このゴングに対するハンマーの衝撃の持続期間は、一般的に、衝撃エネルギーの著しい減少を引き起こさずに、関係部品の形状、慣性及び材料を変えることによって、増やせるものではない。
更に、機械的なショック、特にこのゴングに対するハンマーの衝撃は、特に二重の衝撃の場合、疑似ノイズを引き起こし、このゴングの摩耗の原因となり、欠点である。

主にウォッチストライキング機構用のハンマーを開示する欧州特許第２ ０４８ ５４８号は、この点に関して、引用することができる。このハンマーは、相互にヒンジ結合される２つのパーツとこのヒンジ結合されたパーツの１つに固定される弾力部材とを含む。
このハンマーが安定な位置にあるときは、この弾力的なバネ部材はこのハンマーの２つのパーツを保持するが、ストライキング位置にあるときは、２つのパーツは互いから離れて行き、この弾力的なバネ部材によって戻される。
このハンマー配列は、ストライキング機構の製作を複雑に（難しく）し、欠点となる。
更に、このハンマーのあらゆる機械的な衝撃は疑似ノイズを引き起こし、これも別の欠点となる。

フランス特許第２ ４０７ ８６２号と第１ ２１４ ４２８号は、時計用のストライキングデバイス（打撃具）を開示する。このストライキングデバイスは、特に、回転可能にマウントされたハンマーを含み、このハンマーは、ベルに対するハンマーの衝撃（インパクト）の最中に音を生成すべく、ベルの方向に電磁石によって駆動される。
前述したように、このベルに対するハンマーのあらゆる機械的な衝撃は疑似ノイズを引き起こし、欠点となる。

従って、本発明の目的は、ウォッチストライキング機構を提供することによって、この従来技術の欠点を克服することにある。そして、この機構は、ストライキングモードにおいて、ゴングに対して何らの直接的な機械的な接触なしに、少なくとも１つのゴングから１つ又は幾つかの音を生成するための新しい原理を使用する。

本発明は、従って、前述したウォッチストライキング機構に関し、独立請求項１に規定の特徴を含む。

ウォッチストライキング機構の特定の実施例は、従属請求項２〜１５に規定される。

本発明によるこのストライキング機構の利点の１つは、ゴングが、ハンマーとゴング間の何らの直接的な機械的な接触なしに、磁気的な配列を介して打たれるという事実にある。
この磁気的な配列は、ゴングが少なくとも１つの固定された永久磁石を備え、そして、このハンマーのストライキング部が固定された永久磁石と対面する可動永久磁石を備えることから成る。

何らの直接的な機械的な接触なしに、このハンマーを介してこのゴングを打つためのこの磁気的な配列に因り、このストライキング衝動の持続時間は、有利に増加することができる。これは、低周波ゴング振動モードにおけるエネルギーの伝達（転送）を、特に、１ｋＨｚと４ｋＨｚ間の周波数の範囲内において、最大にする。
この場合の反発係数（restitution coefficient）は、機械的なショックによる従来のストライキング機構よりこの磁気的な配列の方がより大きい。更に、機械的なショックからの疑似ノイズは従って除去され、複数の衝動（インパルス）とこの衝動からのゴング振動への干渉も除去される。

このウォッチストライキング機構の目的、効果及び特徴は、以下の説明と図面を参照すれば、明らかになる。

本発明によるウォッチストライキング機構の実施例の簡略上面図を示す。 ゴングに対するハンマーの機械的な打撃中の衝動の持続時間について、このゴングに印加される力の比較のグラフ、並びに磁力がストライキング機構によって生成されるときのグラフを示す。 機械的な衝撃によって、又は、この発振周波数による磁力によって生成されるゴング振動部分音の振幅の比較のグラフを示す。

以下の説明では、この発明の技術分野で周知であるウォッチストライキング機構の全ての従来のパーツについては、簡単に説明する。

図１は、ストライキングウォッチ用のストライキング機構１の簡略図を示す。
このストライキング機構１は基本的にゴング１１を含む。そして、このゴング１１は、その一端が、例えば、ゴング−キャリア１２に接続され、他端は自由に動ける。
このゴング−キャリアは、好ましくはウォッチムーブメントのプレート（図示せず）に固定されるが、ウォッチケースの内部のパーツに固定されてもよい。
このストライキング機構は、また、例えば、このゴング−キャリアに近接したプレート上に、軸７の周りに回転可能にマウントされるハンマー２を含む。このハンマーは、前記ゴング１１を起動するためのもので、ゴングに少なくとも１つの音を発生させ、例えば、時、分又はあるプログラムされたアラームを表示する。

ゴング１１は、例えば、一般的に強磁性材料（鉄、ニッケル、鋼又はコバルト）又は貴金属又はガラス状合金からなる金属線によって作られる円の一部であってよい。
この円の一部は、従来は、ウォッチムーブメント（図示せず）の一部を囲む。
このゴングの円のこの部分は、ほぼ、プレートに対し、また、ウォッチ・ダイヤル（図示せず）に対して平行な面に延在する。このゴング１１の横断面は、長方形又は好ましくは０.８ｍｍ未満の直径を有するディスクを規定することができる。

このゴングは、円の一部と異なる形状、例えば、直線からなる形状又は矩形の形状を有してもよい点に留意する必要がある。

このハンマーのストライキング部は、有利には、可動永久磁石２０である第１の磁性素子を含む。
この可動永久磁石２０は、有利には、マイクロ磁石でよい。このマイクロ磁石は、このハンマーのストライキング部に接着又は半田付けされるか又はこのハンマーのストライキング部のくぼみに嵌入されてもよい。このマイクロ磁石は、周知の磁化作用によってこのハンマーのストライキング部の材料に作られてよい。
しかしながら、このハンマーのストライキング部を磁化するためには、ストライキング部は、強磁性材料でできていなければならない。

可動永久磁石２０を含むハンマーのストライキング部は、緩衝（ダンパー）スプリング５を介してゴングからある距離に保持される。その一方で、ドライブ・スプリング３は、ゴングを振動させるためにゴングの方向に、ハンマーシャフト６を介して、前記ハンマーを駆動すべく巻回される。
緩衝スプリング５は、このウォッチ・プレートに固定されるアーバー８の周りに、回転可能にマウントされる。調整ホイール４も設けられ、この調整ホイール上で、ピン４ａは中心を外れて配置される。このピンは、この緩衝スプリングの第１のカム形状の端部の１つの面と接触している。
緩衝スプリング５の他端は、シャフト６を介してアイドル位置にハンマー２を保持する。
このアイドル位置において、ハンマーのストライキング部とゴング１１間の距離は、例えば、緩衝スプリング５の第１の端部の面と接触するピン４ａを有するホイール４によって調整することができる。

ゴング１１は、また、第２の磁性素子を含む。この第２の磁性素子は固定された永久磁石２１でよい。この固定された永久磁石は、有利にはハンマーの可動マイクロ磁石２０と同じであるか異なる寸法のマイクロ磁石でよい。このマイクロ磁石は、ゴングに接着又は半田付けされるか又はゴング材料に作られるハウジングに嵌入されてもよい。このゴングの２つの部分は、このマイクロ磁石の各側に半田付けとすることもできる。
このゴングのマイクロ磁石はゴング材料に直接作ることもできる。その場合、周知の磁化作用によっての強磁性でなければならない。このゴングの固定されたマイクロ磁石２１は、可動マイクロ磁石２０と逆極性で、部分的に少なくとも可動マイクロ磁石に向き合って配置される。
好ましくは、この２個のマイクロ磁石は、直接互いに向き合う。このゴングの固定された永久磁石２１は、生成される部分音の密度を増し、ゴングのＱ（quality factor）を増すように慣性−ブロックを形成してもよい。

この２個のマイクロ磁石２０と２１は異なる極性を有して互いに向き合って配置されるので、反発力が生成される。この実施例では、このマイクロ磁石の２つのＮ極は、互いに向き合っている。この反発力は、マイクロ磁石が相互に近づくほど増加する。
ストライキングモードで、ハンマー２がゴング１１の方向にドロップすると、ハンマーとゴング間に何らの直接の機械的な接触なしに、前記ゴングの音響振動を生成するための磁気的な衝動が、発生する。
従って、このハンマーとこのゴング間の機械的エネルギーの転送が、磁気相互作用だけによって起こる。ハンマー２とゴング１１間のエネルギーの転送は、従って、このハンマーとこのゴング間に何らの機械的な接触なしに起こすことができる。

ゴング１１上のこの衝動の持続時間は、ドライブ・スプリング３によって駆動されるハンマー２の速度から独立して最適化することができるが、マイクロ磁石２０、２１のサイズを変更することによって、又は、異なる磁化を有するマイクロ磁石を用いることによってしてもよい。
これらの条件下では、このゴング振動モードにおいて、１ｋＨｚと４ｋＨｚ間の好適な周波数でエネルギーの転送を最大にすることが可能である。
ゴング１１の振動が磁気的な衝動によって生成されるとき、ショックによるあらゆる疑似ノイズは除去される。

この２個の永久マイクロ磁石２０と２１間の反発力は、ローカル近似値において距離の４乗に従って増加する。このことは、２個のマイクロ磁石がそれらを隔てる距離に対して小さいときに、認められる。これは、２個のマイクロ磁石２０、２１が相互に直接機械的に接触しないことを意味する。
この２個のマイクロ磁石を隔てる距離が半分になると、この反発は１６倍大きくなる。
その結果として、緩衝スプリング５は、主にアイドル状態のモードにおいてゴングからハンマーをある距離移動するためだけに使用されるのであって、従来のストライキング機構におけるように、ハンマーのストライキング中のエネルギーの転送を調整するために、使用されるのではない。

ハンマー２のこのストライキング部がこのゴングを振動させるため１μｍに近い距離にあると、この磁力を、１Ｎ（ニュートン）のオーダーとすることができる。
通常、充分なゴング振動を生成するため、このハンマーが打つときの、ゴング１１からハンマー２を隔てる距離は、５μｍ又はそれ以上のオーダーでよい。これらの永久マイクロ磁石は、１ｍｍ³又はそれより小さいサイズで作られ、１２００ガウス未満の磁界を生成する。
このハンマーがアイドル位置にあるとき、ハンマー２のストライキング部のゴング１１からの離隔距離は０.３ｍｍ未満でよく、緩衝スプリング５によって調整される。

図２と３を参照して、従来のストライキング機構と本発明のこのストライキング機構を比較すると、図２は、ハンマーがゴングを打つ時、衝動（インパルス）の持続時間に従ってゴングに作用する力の、従来のストライキング機構と本発明によるストライキング機構のグラフを示す。
この比較のグラフについて、２つのマイクロ磁石は、曲線Ａについては同じ永久磁化値である第１の磁化値ｍ１を有し、曲線Ｂについては同じ永久磁化値である第２の磁化値ｍ２を有する。この第２の磁化値ｍ２は、この第１の磁化値ｍ１より大きい。
曲線Ｃは、ストライキングモードにおいて、ゴングに対するハンマーの機械的なショックがあるときの変化を示す。

このハンマーの初速度、ドライブ・スプリング並びに緩衝スプリングは、比較の目的上、同一である。機械的なショックによる従来のストライキング機構の場合、ハンマーとゴング間に接触があるときに、衝動力が転送（伝達）される。この衝動（インパルス）の持続時間は、非常に短い。
本発明によるストライキング機構の磁気的な配列の場合、この力は遠隔（無接触）で作用し、そこから起こる衝動はより長い持続時間となる。転送（伝達）される総エネルギーも、従来のストライキング機構より大きい。
このマイクロ磁石の磁化値を増やすことによって、この磁気的な衝動の持続時間を増すことは、可能である。

図３は、従来のストライキング機構と本発明によるストライキング機構についての、このゴングの発振周波数に従っての高速フーリエ変換による部分音の振幅を示す。
点線の曲線はこの磁気的な衝動を表し、実線の曲線は機械的なショックを表す。このゴング振動は、部分音で形成され、ゴングへの機械的なショック、あるいは、この磁気的な衝動のいずれかによって作り出される。図２で説明したように、使用される磁気的な衝動はこのマイクロ磁石の磁化値ｍ２を表す。特に、２０ｋＨｚより高い高周波成分は、機械的なショックと比較して磁気的な衝動の場合、減っている。
１ｋＨｚと４ｋＨｚの間に複数のモードで含まれる相対的なエネルギーは、従来の機械的なショックの場合転送される総エネルギーの４０％に対応し、磁気的な衝動の場合転送される総エネルギーの５５％に対応する。これは、この低周波ゴング振動モードにおけるエネルギーの転送が本発明のストライキング機構の磁気的な配列によって最大にされることを明確に示す。あらゆる疑似ノイズは、また、除去される。

図示しない実施例において、２つ以上の可動永久マイクロ磁石をハンマーのストライキング部に配置して、ゴング上の２つ以上の永久マイクロ磁石が、少なくとも部分的にハンマーのマイクロ磁石のうちの２つと向き合うようにすることも、可能である。
このハンマー上の２つの可動マイクロ磁石の場合、このゴングの２つの固定されたマイクロ磁石は、それぞれこのハンマーのストライキング部の各マイクロ磁石と向き合うが、逆の磁気極性である。ある１つのハンマー・マイクロ磁石のＳ極は、ある１つのゴング・マイクロ磁石のＳ極と向き合い、他のハンマー・マイクロ磁石のＮ極は、他のゴング・マイクロ磁石のＮ極に向かうようにしてもよい。
反発力を生成するために、ハンマー・マイクロ磁石のＮ極又はＳ極のうちの１つだけを、可動ゴング・マイクロ磁石のＮ極又はＳ極に向き合うようにすることも可能である。

永久マイクロ磁石を使用する代わりに、コイルを使用することも、また、可能であり、コイルは、ハンマー及び／又はゴング上の磁性素子として、決められた極性の磁界を生成するために、連続電流に接続することができる。
各コイルを、このストライキング機構のアイドル状態のモードにおいてこの連続電流源から切り離すように配列することもできる。

上述した説明から、このウォッチストライキング機構の幾つかの変更は、請求項によって定義される本発明の範囲内において、当業者なら考案することができる。
このゴングの中央部分は、プレートと一体のゴング−キャリアに又はこのウォッチの中間部に固定することができる。
ハンマーは、ウォッチの中間部にマウントしてもよい。このハンマーは、ストライキングモードにおいて前記ゴングを振動させるために、このゴング・マイクロ磁石に対して垂直な方向においてマイクロ磁石を並進させるように駆動してもよい。
このストライキング機構は、幾つかのゴングを含むことができ、それぞれは磁気的な配列を介して各ハンマーを駆動するようにしてもよい。
永久磁石は、ゴングの磁性素子に向き合うハンマー上に配列され、連続電流がコイル形状の磁性素子を流れて、ハンマーの永久磁石と逆極性の磁界を生成するようにしてもよい。
反対に、永久磁石をゴング上に設け、そして、磁性素子をハンマー上に設けて、連続電流がコイル形状の磁性素子を流れて、ゴングの永久磁石と逆極性の磁界を生成するようにしてもよい。
２つの永久磁石を、ハンマー又はゴング上の逆極性の永久磁石と部分的に向き合うゴング又はハンマー上に設けてもよい。

１ ストライキング機構
２ ハンマー
３ ドライブ・スプリング
４ 調整ホイール
４ａ ピン
５ 緩衝（ダンパー）スプリング
６ シャフト
７ 軸
８ アーバー
１１ ゴング
１２ ゴング−キャリア
２０ 可動永久磁石
２１ 固定された永久磁石

Claims (15)

1. ウォッチ用のストライキング機構（１）であって、このストライキング機構は、ゴング−キャリア（１２）に固定された少なくとも１つのゴング（１１）と、前記ゴングを振動させるべく前記ゴングを駆動する少なくとも１つのハンマー（２）を含み、かつ、このハンマーのストライキング部に配置された第１の磁性素子（２０）と、前記ゴングの一部に配置された第２の磁性素子（２１）を含み、前記第２の磁性素子は、前記第１の磁性素子と少なくとも部分的に向き合い、前記第１の磁性素子の磁界と逆極性の磁界を生成することができ、ストライキングモードにおいて、前記ハンマーは、前記２つの磁性素子の反発力に因り磁気衝動を介して前記ゴングの振動を駆動するように、このゴングの方向に駆動されることを特徴とする、前記ウォッチ用のストライキング機構。
2. 前記ハンマーの前記第１の磁性素子（２０）は、可動永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
3. 前記磁性素子（２０）は、可動マイクロ磁石であることを特徴とする請求項２に記載のストライキング機構。
4. 前記ゴングの前記第２の磁性素子（２１）は、固定された永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
5. 前記固定された永久磁石（２１）は、固定されたマイクロ磁石であることを特徴とする請求項４に記載のストライキング機構。
6. 前記第１の磁性素子（２０）は、前記第２の磁性素子（２１）によって生成される磁界と逆極性の磁界を生成するために連続電流源に接続されていることができるコイルであることを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
7. 前記第２の磁性素子（２１）は、前記第１の磁性素子（２０）によって生成される磁界と逆極性の磁界を生成するために連続電流源に接続されていることができるコイルであることを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
8. 前記ハンマーは、緩衝スプリング（５）を介して前記ゴングから離れて保持され、ストライキングモードにおいて、予め巻回された駆動スプリング（３）を介して前記ゴングの方向に駆動されることを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
9. 前記ゴング（１１）は、前記ウォッチのあるケース内部のウォッチムーブメントの周りの円の少なくとも一部分又は長方形の一部分を規定し、
   前記ゴング（１１）の第１の端部は前記ゴング−キャリア（１２）に固定される、第２端部は自由に動け、
   前記ゴングの前記第２の磁性素子（２１）は、前記ゴング−キャリア（１２）に近接して配置され、
   前記のハンマーの前記第１の磁性素子（２０）は、アイドル状態のモードにおいて、前記ゴングの前記第２の磁性素子（２１）から離れて向き合って配置されることを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
10. 前記ハンマー（２）のストライキング部は、マイクロ磁石の形状の少なくとも２つの磁性素子（２０）を含み、この２つの磁性素子は、前記ゴング（１１）の固定されたマイクロ磁石の形状の第２の磁性素子（２１）と少なくとも部分的に向き合うことを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
11. 前記ゴングは、マイクロ磁石の形状の少なくとも２つの第２の磁性素子（２１）を含み、これらの第２の磁性素子は、前記ハンマー（２）の可動マイクロ磁石の形状の第１の磁性素子（２０）と少なくとも部分的に向き合うことを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
12. お互いに接触なしで配列された幾つかのゴングを含み、
    各ゴングの一端は同一のゴング−キャリア（１２）に固定されるか、又は、それぞれのゴング−キャリア（１２）に固定され、
    各ゴングは、振動するようにそれぞれのハンマー（２）によって起動されることが可能であり、
    各ゴングは、少なくとも１つの第２の磁性素子（２１）を含み、
    この第２の磁性素子は、それぞれのハンマーのストライキング部に配置された各第１の磁性素子（２０）と逆極性の磁界を生成することができることを特徴とする請求項１に記載のストライキング機構。
13. 前記可動マイクロ磁石（２０）は、接着又は半田付けされるか、又は前記ハンマーのストライキング部のハウジングに嵌入されることを特徴とする請求項３に記載のストライキング機構。
14. 前記固定されたマイクロ磁石（２１）は、接着又は半田付けされるか、又は前記ゴングの一部のハウジングに嵌入されることを特徴とする請求項５に記載のストライキング機構。
15. 前記マイクロ磁石は、前記ハンマー（２）のストライキング部、又は、前記ゴング（１１）の一部の強磁性材料において、磁化作用によって作られることを特徴とする請求項３又は５に記載のストライキング機構。

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